In Worten:

Ein mol Kupfer(II)-oxid reagiert mit zwei mol Essigsäure zu ein mol Kupfer(II)-acetat und ein mol Wasser.

Es gibt für mich nur zwei logische Erklärungen, wieso du CH3-COOH nicht verstehst.

Die eine wäre, du weist nicht woraus Essigsäure besteht und/oder du kennst die Formelschreibweise nicht. Fakt ist: CH3-COOH kennzeichnet Essigsäure.

Es gibt verschiedene Arten von Strukturformeln. Wikipedia hat sie für meinen Geschmack schön dargestellt:

https://de.wikipedia.org/wiki/Strukturformel#.C3.9Cbersicht

Hier findest du Essigsäure als Beispiel sogar wieder und erkennst, dass CH3-COOH die Konstitutionsformel für Essigsäure ist.

Du isst einen Hamburger und gewinnst damit eine Energie von 470 kJ. In dir steckt damit die potenzielle Energie E(pot) von 470 kJ vom Burger.

Du gehst joggen, dein Körper nutzt dein E(pot) = 470 kJ damit du joggen gehen kannst. Nach dem joggen hast du diese 470 kJ nicht mehr und hast damit während des Joggens, betrachtet als Gesamtprozess, eine Arbeit W von 470 kJ geleistet und an deine Umgebung übertragen.

Mit anderen Worten:

Arbeit gibt nichts weiter an als jene Energiemenge die du während eines Prozesses von A nach B transferiert hast.

Man spricht daher bei der Leistung P nicht von Energie E, sondern von Arbeit W, da eine Leistung grundsätzlich mit dem Aspekt verankert ist eine Energie E von A nach B zu transferieren. Rein von Betrag ist's das Gleiche.

Weil SI-Einheiten zur Angabe von Konstanten und physikalischen Größen bevorzugt werden, damit alles einheitlich ist?

Meter m ist eine SI-Einheit, genau wie Sekunde s.

Die Angabe in km/s oder km/h wäre zwar auch richtig, aber wenn es keine Vorteile bei der Rechnung mit sich zieht (Umrechnung), so ist es vom Ausdruck halt nicht die edelste Art der Angabe.

Wie solle man bitte eine Einheitenbetrachtung machen. Wie hast du dir das vorgestellt?

E = m * c²

[E] = [m] * [c]²

[c] = Wurzel( [E]/[m] ) = m/s

Guten Tag,

ich stand auch einmal vor dieser Situation und ich habe mir dazu auch sehr viele Gedanken gemacht gehabt. Mir geht es genauso: Ich interessiere mich sehr für Mathematik, Physik und Chemie. Aber für mich war auch klar, dass ich später durchaus in die Forschung gehen wollen würde.

Das ist ein wichtiger Aspekt, der zu wissen ist. Denn wenn man in die Forschung gehen will, jedenfalls bin ich der Meinung, kann man sich natürlich die Chancen erhöhen erfolgreich zu sein indem man Revue passieren lässt inwiefern man denn dort überhaupt Fuß fassen kann.

Rein vom Arbeitsmarktaspekt wurde mir oftmals gesagt, auch von Professoren, dass es für Physiker schlechter aussieht als für Chemiker. Und für Chemiker schlechter aussieht als für Angewandte Chemiker. Je mehr man in Industrierichtung geht, umso mehr Jobchancen soll man haben.

Ich persönlich habe mir während des Abiturs Gedanken gemacht, ob ich reif für ein Physikstudium wäre. Ich kam zu den Entschluss, dass die Chancen höher für mich waren ein Chemiestudium zu beginnen. Ein großer Aspekt war auch, dass ich mich nicht großartig für Mechanik interessiere, der aber sehr wichtig ist. Auch hatte ich gewisse Nachteile auf Grund nicht so starker Mathekenntnisse und ich tue mich heute noch etwas schwer mit Wellenfunktionen und diesen ganzen Kram mit Sinus, Cosinus, imaginäre Zahlen, zumal mein Kenntnisstand in Chemie höher war als in Physik. Hätte ich früher gewusst/mir klar gemacht wie wichtig Schule ist, hätte ich mich für Physik vorbereitet und Physik studiert. Aber das ist alles meine Meinung/mein Erlebnis.

Wie das alles bei dir aussieht, musst du abwägen! Physik ist eindeutig mathelastiger als Chemie. Man muss aber sagen, dass ich aus den Aspekt der Angewandten Chemie spreche (Chemie ist noch theoretischer). Angewandte Chemie hat eher einen praktischen Aspekt, u.a. auch Verfahrenstechnik, d.h. wie kann man chemische Reaktionen von der Darstellung im Labor übertragen zu großtechnischen Anlagen. Es geht hier immer um die Umsetzung.

Was mich dazu gezogen hat war der Aspekt des anfassens. Ich war es leid immer Dinge zu lernen, die ich nicht nachprüfen kann. Und so entschied ich mich vom Bauchgefühl dafür, da ich annahm, dass mich Angewandte Chemie besser in Richtung Praxis lehren wird.

Ich wünsche dir viel Erfolg bei der Wahl deines Studienfachs und wichtig ist: Bleib dahinter, akzeptiere deine Wahl und stehe dazu. Selbst wenn es nicht klappen sollte, du weißt, dass noch andere Studiengänge offenstehen und mit höheren Alter zu studieren (falls dir dein Studiengang doch nicht gefällt) ist auch kein Weltuntergang.

Mit Angaben über die Lösegeschwindigkeit in Abhängigkeit der effektiven Oberfläche und der Konzentration bei einer bestimmten Temperatur hätte man eine Rechnung anstellen können (mit der Annahme einer Kugel). Solche Daten habe ich aber nicht finden können.

Du hast den wichtigsten Schritt schon getätigt: Du hast die Reaktionsgleichung aufgestellt und stöchiometrisch ausgeglichen.

Wieso ist dies der wichtigste Schritt?

Die Reaktionsgleichung und deren Ausgleichen dient nur einen Zweck: Informationsgewinn.

Und die wichtigste/einzige Information, die man wirklich daraus gewinnt und am meisten nutzt, sind die Stoffmengenverhältnisse zwischen Produkte/Endstoffe und Edukte/Ausgangsstoffe mit- und untereinander.

Wenn man nun von einen einzigen Stoff die Stoffmenge weiß, so weiß man auch die Stoffmengen der anderen.

Die Zahlen vor den Edukten und Produkten innerhalb einer Reaktionsgleichung nennt man Stöchiometriekoeffizienten. Diese spielen dabei eine große Rolle. Aus der von dir aufgestellten Reaktionsgleichung wird ersichtlich, dass der Stöchiometriekoeffizient von Wasserstoff und Wasser gleich ist (eben 2) und der von Sauerstoff 1 beträgt.

Betrachten wir nun den Stoff, deren Stoffmenge du weißt: Wasserstoff.

Wasserstoff hat die Stoffmenge 0,02 mol und einen Stöchiometriekoeffizienten von 2, d.h. alle Stoffe mit Stöchiometriekoeffzient 2 besitzen die gleiche Stoffmenge.

Man beachte hier natürlich, dass es sich hierbei um vollständige Umsätze handelt (d.h. wenn 0,02 mol Wasser vorhanden sind, kann natürlich kein Wasserstoff mehr vorhanden sein oder umgekehrt).

Da Sauerstoff einen von 1 hat, d.h. die Hälfte von 2, entspricht dies auch die Hälfte der Stoffmenge, also 0,01 mol.

Diese laufen immer gekoppelt ab, ja. Wenn eine Verbindung oxidiert wird, verliert dieser Elektronen. Wenn eine Verbindung reduziert wird, erhält diese Elektronen.

Da eine Oxidation (d.h. der Vorgang, bei dem eine Verbindung oxidiert wird) Elektronen freigibt, muss es auch jemanden geben, der diese Elektronen aufnimmt. Sonst würde dieser Prozess gar nicht ablaufen.

Damit sind Oxidation und Reduktion strikt nicht trennbar. Beide verlaufen in Koexistenz.

Gute Frage. Ich habe noch nie etwas von einem (zum Beispiel) 1,1-Dichlorcyclohexan gehört und finde dazu auch nichts im Internet (ich denke, dass du sowas mit sekundäre Halogencycloalkan meinst). Aber wenn es diese Verbindung oder Konsorten existieren sollten: Die möglichen Stellen für Rückseitenangriffe sind bei kleinen Ringen nicht zugänglich. Wie du richtig meinst, Stichwort: Sterische Hinderung.

Meines Wissens liegt dann keine sterische Hinderung vor, soweit Wasserstoff vorhanden ist. Bei 1,1-Dihalogencycloalkan liegt keine freie Stelle vor, die einen Rückseitenangriff ermöglicht.

Daher kann diese wenn nur nach Sn1 reagieren, wenn überhaupt. Ich bezweifel sogar, dass das überhaupt nach einer Substitution reagieren kann.

Die Aufgabenstellung sagt schon eindeutig, dass folgende Reaktion abläuft:

Schwefelsäure reagiert mit Natriumchlorid zu Chlorwasserstoff und ... bei 20 °C und einem Druck von 99,8 kPa.

Damit ist gleichzeitig vorgegeben, was noch als Produkt entsteht, weil kein anderes Produkt noch möglich ist. Der Nomenklatur Name von Schwefelsäure ist Dihydrogensulfat. Das bedeutet, dass Schwefelsäure aus zwei Wasserstoff-Kationen besteht und einem Sulfat-Anion. Natriumchlorid besteht aus Natrium-Kation und Chlorid-Anion. Wenn nun Wasserstoff-Kation und Chlorid-Anion zusammenfinden und Chlorwasserstoff entsteht, welches Kation bleibt übrig und reagiert mit welchem Anion?

Chlorwasserstoff ist gasförmig und die Reaktion läuft bei nahezu Standardbedingungen ab. Das bedeutet, dass das Verhalten des Gases sich genügend mit der idealen Gasgleichung beschreiben lässt. Wie diese lautet sollte bekannt sein.

Innerhalb der idealen Gasgleichung sind mehrere Unbekannte, einerseits das Volumen und andererseits die Stoffmenge von deinem Chlorwasserstoff. Um das Volumen zu erhalten, müssen wir also die Stoffmenge innerhalb der idealen Gasgleichung ersetzen oder wenn möglich die Stoffmenge herausfinden.

Um Stoffmengen herauszufinden eignet sich immer besonders die Betrachtung der Reaktionsgleichung. Denn ist die Reaktionsgleichung erst einmal stöchiometrisch ausgeglichen, so ergeben sich eben die Stöchiometriekoeffizienten innerhalb der Reaktionsgleichung. Das sind jene Zahlen, die vor den Verbindungen stehen. Eine ausgeglichene Reaktionsgleichung ermöglicht es Stoffmengenverhältnisse zwischen den Reaktanden und den Produkten untereinander aufzustellen.

Um nun die Stoffmenge zu bekommen, müssen wir also eine andere Stoffmenge innerhalb der Reaktionsgleichung wissen. Die Verhältnisse zwischen diesen wissen wir durch das Ausgleichen.

Sind Stoffmengen gesucht, liegt es immer nahe die Gleichung zur Berechnung der Molaren Masse zu nehmen. Dabei betrachten wir unser Natriumchlorid, denn dort haben wir Information über die Masse. Die Molare Masse erhält man aus dem Tafelwerk (M = 58,44 g/mol). Nun ist alles gegeben um die Stoffmenge n von Natriumchlorid auszurechnen. Dadurch kommen wir auf die Stoffmenge von Chlorwasserstoff.

Nun kann man alles in der idealen Gasgleichung einsetzen und erhält mit dem Umstellen nach Volumen das entstandene Volumen von Chlorwasserstoff.

Atome sind Teilchen, deren Grundbau aus zwei markanten Bereichen besteht:

Dem Kern und die Elektronenhülle.

Beide Bereiche haben etwas gemeinsam: Dort befinden sich noch kleinere Teilchen.

Der Unterschied: Im Kern regt sich kaum etwas und beinhaltet mehr als 99% starrer Masse eines Atoms und dieser macht nur weniger als 1% des Raumes eines Atoms aus. Die Elektronenhülle ist das Gegenstück: Es beinhaltet weniger als 1% Masse des Atoms, jedoch mehr als 99% des gesamten Raumes. Und in der Elektronenhülle bewegt sich alles freudig hin und her.

Nun kommen wir zum Inhalt dieser zwei Bereiche:

Der Kern beinhaltet ausschließlich zwei Arten von Teilchen: Proton und Neutron.

Proton besitzt eine positive Ladung und Neutron ist neutral geladen. Auf Grund dessen, dass diese sich im Kern aufhalten, nennt man diese auch Kernteilchen.

Die Elektronenhülle hingegen, wie der Name schon sagt, beinhaltet die Elektronen des Atoms.

Atome kann man somit zusammenfassen als eine Konstellation von Elektronen, Protonen und Neutronen, die alle ihren definierten Platz haben und auf eine ganz bestimmte Art und Weise miteinander wechselwirken.

Man zählt ein Atom dementsprechend als ein Atom, wenn ein Kern und eine Elektronenhülle vorzufinden ist in der Konstellation, dass der Kern von der Elektronenhülle umgeben ist. Befindet sich ein weiterer Kern in Nachbarschaft, so ist das ein anderes Atom. Denn wo ein Kern ist, ist auch eine Elektronenhülle und umgekehrt. 

Daher heißen diese "Teilchen" auch Atome (griechisch "atomos" für unteilbar). Auf dem heutigen Stand passt dies in der Hinsicht, dass man das Atom, also deren Kern und die Elektronenhülle oder die Kernteilchen miteinander nicht trennen kann, jedenfalls nicht auf chemischen Wege.

Es gibt zwei mögliche Situationen, wie man diese "Atome" erwischen kann. Bei beiden betrachtet man die Relation von Atomen zueinander. Entweder man erwischt ein Atom und ein anderes Atom, welches sich zufällig mal näher, mal nicht näher kommen. Sie reagieren nicht miteinander und stoßen sich wieder ab, wenn sie zu nah zusammenfinden. Dann spricht man eben von Atome. Wenn Atome jedoch in dieser Situation zueinander finden bzw. schon so vorkommen, dass sie einen starren Platz einnehmen und Atome zueinander sich kaum entfernen, dann spricht man davon, dass die Atome gebunden sind.

Es gibt zwei mögliche Wege wie diese gebunden sein können:

Auf chemischen oder physikalischen Wege.

Physikalisch wäre z.B. wenn du etwas unter sein Schmelzpunkt abkühlst und als Folge dessen eine starrer Körper entsteht.

Chemisch wäre es, wenn die Elektronen beider Atome eine Konstellation angenommen haben, dass beide Atomkerne die Elektronen des jeweiligen anderen auf eine gewisse Art und Weise nutzen, so dass diese in "Symbiose" leben. Ist dies der Fall, dann spricht man von einem Molekül. Es begrenzt sich aber nicht auf zwei Atome. Es könnten etlich viele Konstellationen vorhanden sein, wie Atome sich miteinander chemisch verknüpft haben.

Daher kommen auch riesige Moleküle vor von über 1000 Atomen. Dabei ist die Natur sehr variabel gewesen. 

Wir fassen zusammen: Moleküle sind Zusammenschlüsse von Atomen mindestens zweier Atome, die sich durch die Wechselwirkung der Kerne mit den jeweilig anderen Elektronenhüllen stabilisieren und dadurch "in Symbiose" eine stabile Verbindung eingehen.

Man bedenke, dass zum Teil die Darstellung von Atome und Moleküle durch meine Beschreibungen sehr vereinfacht sind und vielleicht nur ein Einstieg in die Materie der Chemie erlauben.

Ich hoffe ich konnte helfen.

Wie sieht die Gleichung aus, die das Gesamtvolumen von Stickstoff und Wasserstoff vor der Reaktion beschreibt?

Wie sieht die Gleichung aus, die das Gesamtvolumen von Stickstoff, Wasserstoff und Ammoniak nach der Reaktion beschreibt?

Probiere eine Gleichung aufzustellen, in dem du die Volumina der Edukte vorher mit einfließen lässt und ziehe dort in Abhängigkeit der Stöchiometriekoeffizienten eine Unbekannte x ab. Durch aufstellen dieser Gleichung und umstellen nach dem Volumen von Ammoniak kannst du dementsprechend das Verhältnis vom Volumen von Ammoniak und Wasserstoff eine Verhältnisgleichung aufstellen.

Gut, dann fange ich mal an (inwiefern du was kannst, ist mir unklar, daher).

Viele quälen sich immer mit der Frage "wieso?", von demher erkläre ich kurz, wieso Orbitale genutzt werden:

Man ist an einem Punkt angelangt an dem man gemerkt hat, dass Aufenthaltsorte nicht genau angegeben werden können (Heisenberg'sche Unschärferelation). Man hat gemerkt, dass es viel sinnvoller ist (um eben den Raum des tatsächlichen Aufenthalts einzugrenzen) einen Aufenthaltsraum zu definieren, der mit sehr hoher Wahrscheinlichkeit den Aufenthalt der zu beobachtenden Elektronen widergibt (diesen Raum nannte man Orbital). Also wurde damit weitergearbeitet.

Vorher hat man Elemente mit Schalen umzogen und einfach die Elektronen in die Schalen gestopft. Jetzt muss dementsprechend eine neue Möglichkeit vorhanden sein, Elemente bzw. die Elektronenaufenthalte irgendwie visuell sichtbar zu machen. So hat man dann eben (wie es auch in der Praxis zu sein scheint) verschiedene Formen von Orbitalen entdeckt/definiert.

Es gibt insgesamt 4 verschiedene Arten von Orbitalen: s, p, d, f.

Jedes Orbital an und für sich fasst nur zwei Elektronen mit unterschiedlichem Spin (Pauli-Prinzip), aber es gesellen sich oftmals Orbitale nebeneinander, die energetisch gleichwertig sind bzw. eben auch gleiche Formen annehmen wie die Nachbarn. Dies ist der Fall bei p, d und f-Orbitalen. Dir ist sicherlich bekannt, dass gesagt wird, f-Orbital fassen14 Elektronen, d-Orbital 10 Elektronen usw.

Dies ist in der Hinsicht falsch, dass es blöd formuliert ist. Wie schon gesagt, gesellen sich Orbitale gleicher Art gerne nebeneinander. Und jedes Orbital darf nur 2 Elektronen haben (wie erwähnt, Pauli-Prinzip). p-Orbitale gesellen sich aber immer als Dreierpack nebeneinander (dementsprechend 6 Elektronen), d-Orbitale als Fünferpack (10 Elektronen) usw.

Das schöne daran ist, das man damit das PSE in Orbitalen einteilen kann. Schaut man im PSE auf die linke Seite, so sieht man die 1te und 2te Hauptgruppe zusammen als Türmchen. Dort existieren nur s-Orbitale, jede Spalte eine (da zwei Elektronen gefasst werden können, so werden zwei Elemente deren Außenelektronen immer seperat in ein s-Orbital untergebracht). Schaut man nun das Gebilde im Osten an, so sieht man die Hauptgruppen 3, 4, 5, 6, 7 und 8. Dort existieren die p-Orbitale, die sich nebeneinander gesellten. 6 Elemente nebeneinander á 2 Elektronen pro p-Orbital ist dementsprechend das beschrieben Dreierpack (3 p-Orbitale nebeneinander). Nebengruppenelemente dementsprechend 5 d-Orbitale (Fünferpack) und die Lanthanoide und Actinoide (f-Orbitale) dementsprechend jeweils 7 Orbitale (Siebenerpack) nebeneinander.

Um eben diese Orbitale alle richtig zu definieren, hat man eben die Quantenzahlen eingeführt (die du bestimmt schon kennst):

• Hauptquantenzahl n: Beschreibt, welche "Hauptschale" eigentlich gemeint ist, d.h. um welche Periode sich die Elektronenaufenthaltsräume befinden (die man beschreiben möchte).
• Nebenquantenzahl l: Beschreibt, welche "Unterschale" (ob s-, p-, d- oder f-Orbitale es sich handelt) eigentlich gemeint ist, d.h. im welchem Gebilde (im PSE) sich die Elektronenaufenthaltsräume befinden (die man beschreiben möchte).
• Magnetquantenzahl m: Beschreibt, wenn man vorher eben die Art des Orbitals definiert hat, um welchen von den sich zusammengesellten Orbitalen es sich handelt (wie gesagt z.B. p-Orbitale Dreierpack, welche davon ist gemeint?).
• Spinquantenzahl s: Beschreibt, welches der beiden Elektronen man im betrachteten Orbital man eigentlich meint.

Jetzt hat man um die Elektroneneinordnung und Begrenzung (wie viele Elektronen wo vorhanden sind) für jede Quantenzahl eine gewisse Menge definiert:

• n = 0, 1, 2, 3, ...
• l = 0 bis n - 1
• m = - l bis + l
• s = +1/2 oder -1/2

Ich hoffe bis hierhin ist alles verständlich, leider muss ich jetzt auch offline gehen, habe selbst noch 'ne Menge zutun, aber es wäre glaube ich hilfreich zu wissen, ob du bis hier alles verinnerlicht hast. Werde nachher nochmal hier runter weiterschreiben.

Durchaus hat jeder Stoff an und für sich einen gewissen Grad an Entropie.

Andernfalls kann man es so sehen, dass jeder Stoff noch eine gewisse "potenzielle" Entropie besitzt (nur zur Erklärung, so wird das nicht genannt oder so!).

Soweit beide gemischt werden ist der Grad der Unordnung höher als vorher und dementsprechend die Entropie auch (Definition Entropie, Maß der Unordnung).

Die Entropie würde abnehmen, wenn du aus dem Gemisch aus beiden Wassermengen jeweils die energiereichsten Teilchen nimmst und trennst, so hast du wieder zwei Wassermengen. Sowas kann man durchaus realisieren (Entropieabnahme einer Menge gemint), aber um diese Aufwendung zu tätigen erhöhst du von irgendwelchen anderen Mengen die Entropie, so dass immer gilt:

S > 0 oder mindestens S = 0

Die eine wird kälter sein, die andere wärmer (weil kinetische Energie sich in der Temperatur widerspiegelt).

Ganz einfach: Wenn es vorgegeben ist, so wie es vorgegeben ist und wenn nicht, so wie du es für richtig erachtest.

Wenn z.B. im Text steht, erstelle ein s(t)-Diagramm, dann muss das in den Klammern stehende auf die x-Achse und das links davon auf die y-Achse. Das ist Pflicht. Wenn dort steht, stelle ein Weg-Zeit-Diagramm (oder Stromstärke-Widerstand-Diagramm) auf, ist es das gleiche prozedere: Weg y-Achse, Zeit x-Achse.

Wenn dort steht, stellen Sie den Weg in Abhängigkeit der Zeit in einem Liniendiagramm dar, so ist es wieder das Gleiche. Es kommt auf die Formulierung an.

Ein anderes Beispiel wäre, wenn du eine Gleichung gegeben hast, z.B.

• p * V = n * R * T

Und nach p umstellt, so dass

• p = (n * R * T)/V

schreibst, so musst du im Falle, dass du ein Diagramm diese Abhängigkeit darstellen sollst, wieder p als y-Achse nehmen und die Variable auf der anderen Seite auf die x-Achse bringen (im Beispiel vorausgesetzt, die anderen Variablen sind gegeben).

Dann wäre es nämlich wieder ein p(V)-Diagramm (z.B.), was wortwörtlich bedeutet p in Abhängigkeit von V.

Wenn nichts vorgegeben steht (z.B. stellen Sie den Sachverhalt in einem Diagramm dar), dann musst du entscheiden. Meistens ist es klüger dann sich zu merken, ob du solch ein Diagramm schon gesehen hast, wo zwei physikalische Größen miteinander in Abhängigkeit standen. Wenn ja, beschrifte am besten genau so, wie du dich erinnerst.

Ansonsten musst du selbst eine Wahl treffen, bedenke hierbei, welches nützlicher sein kann und vergesse bei der Beschriftung nicht die Einheit der physikalischen Größe auf der Achse mitanzugeben.

z.B.

s in m (Weg in Meter) oder v in m/s (Geschwindigkeit in Meter die Sekunde).

Die Schule kann zwar Richtlinien aufstellen, können aber in gesonderten Fällen außer Kraft gestellt werden.

Das gängigste und verständlichste Beispiel hierfür wäre dein genannter Fall.

Deine Frage ist ganz einfach zu beantworten.

Chemie wird, jedenfalls war dies bei uns so und gängige Lehrbücher machen das auch so, chronologisch gelehrt. Dies bedeutet auch, dass chronologisch die Atommodelle gelehrt werden und damit geübt wird.

Im Atommodell von Dalton (1808 veröffentlicht) war das erste richtig anerkannte Atommodell, welches vom Atomen ausging (daher Atommodell). Man spricht zwar gegenwärtig von Atomen (gr. "atomos" für "unteilbare"), aber dies ist nur eine geschichtlich bedingte Übernahme von Namen.

Heutzutage weis man das Atome aus noch kleineren Teilchen besteht. Aber aus den Erkenntnissen damaliger Zeit konnte man noch kein Atommodell formulieren, welches eben die Protonen und Elektronen beinhaltete. Zu dieser Zeit waren auch keine Isotope bekannt, demnach auch keine Neutronen.

Sie wurden schlicht noch nicht entdeckt bzw. identifiziert. Daher kommen auch Kernaussagen zustande wie das Atome eben die kleinsten Teilchen der Materie wären.

Gegenwärtig weis man aber, dass Atome aus Elektronen in der Elektronenhülle bestehen und Kernteilchen im Kern (Protonen und Neutronen). Weiterhin hat man entdeckt, dass Protonen und Neutronen aus noch kleineren Teilchen besteht, nämlich aus Elementarteilchen (wozu übrigens auch das Elektron gehört). Noch tiefer konnte man bisher nicht vordringen, daher muss man schlichtweg annehmen, dass es nicht tiefer ginge.

In der Chemie bleibt man größtenteils dabei das zwar Elementarteilchen die kleinsten Teilchen sind, aber nicht relevant für die Chemie. Dies ist Bestandteil der Physik, da jede Umwandlung auf Grundlage der Elementarteilchen nicht in den Bereich der chemischen Reaktionen fällt, sondern wenn überhaupt in die Kernphysik (physikalische Reaktionen).

Wenn weiteres Interesse besteht, Fragen kostet nichts.

Ich persönlich stand vor der gleichen Wahl. Ich habe mich damals für Mathe und Physik LK entschieden. Zur damaligen Zeit wusste ich aber schon, dass ich Chemie studieren wollen würde und ich mich daher auch in der Freizeit damit beschäftige. Ich habe die Wahl getroffen aufgrund dessen das ich der Meinung war, dass mir das für das Chemiestudium (nicht Lehramt) am meisten helfen wird.

Deine Situation sieht ja anders aus. Nach dem Abitur mit Physik und Mathe LK habe ich gemerkt, dass ich durch die Wahl dieser Fächer sehr viel mitgenommen habe. Vorab habe ich mir grundsätzlich natürlich auch gedacht, dass Mathematik und Physik viel miteinander zutun haben und dass mir das mein Abitur u.a. auch erleichtern wird. Andererseits muss ich sagen, dass diese Kombination einen echt weiterbringen kann.

Meiner Meinung nach ist Physik nichts anderes als kreatives umher schieben von Mathematik aufbauend auch physikalische Erkenntnisse. Und das ist meiner Meinung nach einer der Sachen, die schwer sind. Das ist aber auch einer der Dinge, die ich aus dieser Kombination mitgenommen habe bzw. ich eben mich schon einmal in dieser Methodik reingefuchst habe. Ich sehe es als Referenzmodell an der Uni, wie viele eigentlich Probleme mit Physik habe und es nicht gebacken bekommen kreativ zu denken und kreativ die Mathematik mit einzubringen.

Ich habe die Erfahrung gemacht, dass viele sich versteifen und Mathematik nur in ihren Grundformen beherrschen, es aber außerhalb dieser Grenzen nicht anwenden können, weil die Art und Weise der Anwendung so fremd erscheint, dass die meisten in ihrer Anwendung sich zu verunsichern.

Parallel zu meinem Chemiestudium studieren an meinem Standort auch zahlreich Biotechnologen mit denen ich auch sehr viel zutun habe.

Nach deren Aussagen sei Biotechnologie sehr vielversprechend in jeglicher Hinsicht.

Diese Frage wurde unseren Professor auch schon gestellt. Die Antwort darauf war, dass Ausnahmen die Regel bestätigen. Es gibt keine Gesetzmäßigkeit, die auf Schlag erkennen lässt, was mit was zu was reagiert. Natürlich kann man eine bestimmte Anzahl an Gesetzmäßigkeiten auswendig lernen, aber mitunter ist dann doch der Rest stupides auswendig lernen.

Es gibt sehr viele Reaktionsmechanismen und allgemein Reaktionen, die auswendig gelernt werden müssen.

Wir mussten z.B. lernen, dass eben viele Nebengruppenelemente zuerst ihre s-Orbital Elektronen abgeben, bevor sie ihre d-Orbitale leeren. Das war (kann gerade kein passendes Beispiel nennen) auch nicht aus der Elektronenkonfiguration sichtbar, da hat man dann andere Zustände angenommen. Es war einfach eine Eigenart, die in der Praxis angetroffen wurde und die man akzeptieren soll.

Ich bin kein "Experte", aber ich versuche deine Antwort zu beantworten.

Magische Zahlen

Es gibt sogenannte "magische Zahlen". Wenn im Atomkern die Anzahl der Protonen oder der Neutronen einer der magischen Zahl entspricht, dann ist der Atomkern einfach magisch bzw. doppelt magisch (wenn eben Protonen und Neutronen jeweils für sich einer magischen Zahl entsprechen). Diese Zustände sind gekennzeichnet von besonders hoher Stabilität des Kerns. Eine bildliche Erklärung erfolgte darüber, dass eben bei diese Zahlen der Kern eine besonders stabile Form annehmen würde (idealisierend: eine Kugel). Eben dort soll die "Statik" besonders günstige Zustände hervorrufen (grobe Umschreibung).

Diese magischen Zahlen lauten (als Zustandsinformation): 2, 8, 20, 28, 50, 82 und 126.

Eine erhöhte Stabilität bei der Zahl 126 konnte bisher nur bei Neutronen im Kern nachgewiesen werden, da Atomkerne mit 126 Protonen noch nicht zusammengeschustert wurden.

Interessant sei hier noch gesagt, dass man mit den magischen Zahlen einerseits die Häufigkeit von bestimmten Elementen/Isotopen im Universum erklärt und wieso bestimmte Halbwertszeiten von den verwandten radioaktiven Isotopen abweichen.

Starke Wechselwirkung

Kurz: Atomkern kann Protonen/Neutronen ineinander umwandeln um günstigere Energiezustände zu erreichen. Die drei verschiedenen Zerfallsarten sorgen alle dafür, dass der Kern einen günstigeren Zustand erreicht.

Lang:

Es gibt eine gewisse Restwechselwirkung der starken Wechselwirkung (einer der vier Grundkräfte der Physik), auch Kernkraft genannt. Diese Restwechselwirkung hat eine anziehende Wirkung und wird reduziert durch die im Kern auch wirkende Coulombkraft, die wiederum die Kernteilchen voneinander entfernt. Ob die Stabilität durch einen weiteren Neutron begünstigt wird oder nicht, hängt vom Bestreben der Atomkerne sogenannte "Beta-Plus-" und "Beta-Minus-Zerfall" durchzuführen ab. Die Zusammensetzung des Atomkerns, also Anzahl der Protonen und Neutronen, entscheidet darüber.

Neutronen und Protonen gehören zu den Hadronen. Das bedeutet einerseits, dass diese ausschließlich aus Up- und Down-Quarks bestehen. Beim Beta-Minus-Zerfall wird ein Neutron zu einen Proton, ein Elektron und ein Antineutrino umgewandelt. Wir nennen den Sachverhalt, dass etwas gerade radioaktiv zerfällt als Zerfall. Dies wäre bei einem Atom der Fall, der zu viele Neutronen hätte. Solche ein Beta-Minus-Zerfall wird dem Beta-Plus-Zerfall bevorzugt, wenn ein Neutron gegenüber ein Proton den Atomkern letzten Endes mehr Masse spenden würde.

Das soll bedeuten, dass der Zustand mit einem weiteren Neutron zwar kein Energieaufwand bedeutet, aber weniger zur Bindung des Kerns beiträgt. Je mehr Energie in die Kernkraft fließt (Zusammenhalt des Kerns) umso mehr ist der Kern dazu bestrebt ein besagtes Teilchen zu haben. Und da Neutronen mit Protonen verwandt sind und ineinander umgewandelt werden können (bei Protonen natürlich ein Elektron benötigt), erfolgt dort ein Gleichgewicht.

Dies wäre eine Variante solch eine ungünstige Situation des Kerns auszugleichen. Natürlich ist dies nicht immer der Fall und es gibt nicht immer ein Betazerfall, es gibt bekanntlich auch Alpha-Zerfall und Gamma-Zerfall.

Ich hoffe das war verständlich.